黄曲霉毒素(aflatoxin，AFT)是曲霉属真菌产生的一大类生物毒素，是危及食品安全和人类健康的主要物质之一。 农产品收获前 黄曲霉毒素污染是热带、亚热带地区普遍存在的问题，其中在玉米、花生、棉籽、辣椒籽和一些木本坚果及其产品中尤为严重。 国内外现有研究结果表明，多种因素可影响作物收获前黄曲霉毒素污染，其中干旱和高温的综合胁迫是最主要的环境因素。作物抗性对降低毒素污染具有重要作用。综合运用分子生物学及常规育种技术改良作物品种对黄曲霉菌侵染或产毒的抗性以及对其他病虫害及干旱的抗(耐)性，是解决黄曲霉毒素污染问题的重要途径。作物生产过程中病虫害的防治和合理的田间管理是作物收获前黄曲霉毒素污染的有效防控措施。

抽穗期决定着水稻品种的地区和季节适应性，我国水稻品种抽穗期表现出丰富的多样性。设置长、短日照和高、低温4种环境，分析了来自我国各稻区的83份粳稻和51份籼稻共134份水稻主栽品种的抽穗期感光性、感温性及基本营养生长性。回归分析表明我国水稻主栽品种的抽穗期与其感光性、基本营养生长性呈显著线性相关。高纬度地区的水稻品种往往具有弱的感光性和基本营养生长性，低纬度地区的品种感光性和基本营养生长性较强。利用一套抽穗期近等基因系对这134份品种抽穗期基因型进行了分析。结果表明，感光基因 E₁与基本营养生长 Ef-1位点的不同基因型对我国水稻主栽品种抽穗期多样性起着重要的作用。大多数带有非感光等位基因 e₁的品种感光性与基本营养生长性都相对较弱，抽穗期较短；而携带感光性等位基因 E₁或 E₁^t的品种的感光性与基本营养生长性都相对较强，抽穗期较长。在 Ef-1位点，携带显性早熟等位基因 Ef-1的品种，其基本营养生长性较弱，抽穗期较短；而携带早熟效应较弱的等位基因 Ef-1^t或迟熟等位基因 ef-1的品种，其基本营养生长性较强，抽穗期较长。同时，各主基因的不同基因型在我国各稻区或各种类型水稻中的分布频率也表现出不同的特点。这些结果将对我国水稻种质的合理利用及广适应性水稻新品种的选育具有重要的指导意义。

通过空间诱变从光身稻品种Francis的M ₂群体中发现一株叶色白化转绿、多分蘖矮秆突变体 hfa-1。 hfa-1在三叶期之前完全白化，随后转绿。白化转绿表型受生长发育和温度调控。亚细胞结构观察发现 hfa-1叶绿体发育异常抑制叶绿素合成，造成光合效率降低，产生白化表型。 hfa-1的多分蘖表型是由于高节位分蘖芽激活所致，初步鉴定与苗期叶片IAA (吲哚乙酸)含量无关。 hfa-1的矮生性则由节间长度缩短所致，与苗期GA (赤霉素)的合成和信号传导无关。遗传分析表明 hfa-1的白化转绿、多分蘖矮秆表型受单隐性核基因 hw-1(t)控制。利用 hfa-1与粳稻品种02428杂交获得的F ₂群体将 hw-1(t)定位在水稻第4染色体长臂上两个InDel标记HW27和HW7间46.9 kb的物理距离内，该区域有13个阅读框架，其中LOC_Os04g57320编码IMMUTANTS蛋白，推测为 hw-1(t)的候选基因。

在农杆菌介导的转基因组织培养再生后代中发现了一个无绒有絮的纤维发育突变体，通过自交选择T ₃代获得其纯合体，命名为CM突变体。尽管CM突变体从转基因后代中发现，但和转基因插入位点无关，推测是在组织培养过程中产生的点突变所致。通过与陆地棉遗传标准系TM-1，海岛棉军海1号，以及新乡小吉无绒有絮(XinFLM)，新乡小吉无绒无絮(XinWX)，徐州142无绒无絮(XZ142WX)，显性光子N1N1，隐性光子n2n2、SL-7-1、MD17及T586等一系列纤维发育突变体分别配制F ₂组合进行突变基因的遗传及等位性分析，结果表明CM突变体与纤维发育正常的TM-1和军海1号杂交，F ₁表型均为无绒有絮，F ₂表现无绒有絮和有绒有絮3∶1分离，说明该突变体与纤维发育正常材料相比，在短绒发育方面存在一个位点的差异，该突变性状由单显性基因控制。等位性测验及分子定位均表明, 控制该突变体短绒的基因与控制N1N1显性光子的 N1基因等位。扫描电镜进一步证明该基因突变会造成纤维起始突起延迟。与N1N1突变体相比，CM突变体的衣分比N1N1显著高，而百粒重比N1N1极显著低。推测CM突变体中的突变基因与显性 N1基因为复等位基因。

以甘蓝型油菜SI-1300和Eagle为材料，利用DNA单链构象多态性(single-strand conformation polymorphism, SSCP)技术，对10对功能基因特异性引物进行多态性分析，每对引物均检测到1个多态性位点。随后随机挑选10个多态性片段进行测序，并利用bl2seq软件比较测序序列与基因原始序列。结果显示测序序列与所对应的基因原始序列之间相似程度平均高达98%，差异碱基数平均仅为2.3个。进一步选取5对引物比较分析两个材料间的差异扩增片段序列，发现差异扩增片段在2个材料中高度保守，平均相似度达97%；在所测序的5对引物扩增序列中，共存在39个单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphisms, SNPs)和5个插入/缺失突变(insertion-deletions, INDELs)，SNP和INDEL的发生频率分别为1 SNP/30 bp和1 INDEL /233 bp。结果表明，SSCP标记能够真实代表原始功能基因，甘蓝型油菜功能基因序列在不同材料间高度保守，其遗传变异类型主要来源于SNP。

全基因组导入系是遗传和育种研究的重要材料。导入系经受体亲本和供体亲本间连续杂交、回交构建而成, BC ₁F ₁群体大小是获得理想导入系群体的关键参数。然而, 各物种所需要的最小群体尚不清楚, 并且难以通过试验确定。本研究通过编写程序, 模拟减数分裂时的重组过程研究适宜的群体大小, 并通过数学运算和试验验证程序的可靠性。结果表明, 编程模拟与数学计算和试验结果一致。BC ₁F ₁群体大小与连锁群数目、连锁群长度和基因密度之间均为正相关。当模拟连锁群从5个增加到40个时, 群体大小需要由6.06增加到9.49; 当模拟连锁群长度从80 cM增加到200 cM时, 需要的群体大小从7.14增加到8.64; 当模拟基因密度从每基因20 cM缩小到每基因5 cM时, 群体大小从7.65增加到8.22。为测试该程序的应用范围, 对水稻、小麦、玉米、大豆等主要作物进行了BC ₁F ₁群体大小模拟,在保证95%的概率覆盖全基因组条件下, 水稻需要的群体最少, 为12个个体, 小麦和大豆均需13个个体, 玉米需要的个体数最多, 为14~15个。

维生素E是人与动物必须从食物中摄取的微量营养元素之一，根据侧链的饱和度可将其分为生育酚和三烯生育酚，水稻种子中均含二者。本研究利用反相高效液相色谱法测定了18份籼稻和16份粳稻品种糙米中维生素E各异构体的含量。结果表明，种子中各异构体的含量在籼稻与粳稻间存在显著差异，粳稻种子中的生育酚和维生素E含量一般要高于籼稻；籼稻种子中三烯生育酚与生育酚的比值(1.61)极显著高于粳稻(0.95)，籼稻中以γ-三烯生育酚为主，而粳稻中主要含α-生育酚。水稻种子中同种类型异构体(即α-型间或γ-型间)含量间具有显著正相关，但γ-型与α-型异构体间呈显著负相关。这些数据为进一步研究水稻种子中维生素E的代谢调控和营养品质改良提供了有益的表型数据。

以烤烟品种龙江925 [高抗烟草普通花叶病(TMV)]接种TMV的叶片为材料,选用240对引物组合的扩增, 获得约 9 500个转录基因片段, 经过克隆测序最终获得了12个诱导表达片段, 它们与核酸代谢、蛋白质合成与修饰、能量代谢、胁迫响应、细胞内运输、糖代谢等相关, 并利用荧光定量PCR分析一个诱导表达片段TIF2在0~72 h之间5个时间点(0、12、24、48和72 h)的基因差异表达, 证实了所获得的基因序列为真实诱导的表达序列。对此序列进行RACE, 最终获得全长cDNA序列, 全序列857 bp, 预测的编码区在101~613 bp之间, 共编码170个氨基酸。经Blastn、Blastp比对分析, 在烟草中没有获得其同源序列, 确定该基因是在烟草中发现的与抗TMV相关的新基因。

以150份青稞品种为材料, 采用碘–碘化钾染色法进行表型鉴定, 筛选出含糯性基因型的4份参试材料, 分别是品种IG107028、Puebla、互助双槽人和APM-HC1905。经双波长法测定, 150份参试材料的直链淀粉含量(AC)为 12.4%~38.5%, 平均26.0%; 4份糯性参试材料的直链淀粉含量为12.4%~18.6%, 平均16.7%。以直链淀粉含量差别较大的51份材料为模板, 利用引物P4进行扩增, 结果P4引物在51份材料中均有扩增产物出现, 且随着参试材料直链淀粉含量的增大, 其扩增产物的分子量有逐渐增大的趋势, Wx基因位点表现出多态性, 二者呈正相关。根据带型将51份材料分成I型、II型、III型和IV型, 其扩增片段分子量分别为457、481、489和491 bp, 各类型品种的直链淀粉含量分别为12%~27%、29%~30%、31%~35%和36%~38%。P4可作为 糯 性青稞品种选育的辅助选择标记。

2006—2010年，全国玉米栽培学组专家在全国不同区域开展了玉米高产潜力探索及小面积超高产创建工作。本文对经过严格测产且产量达到和超过15 000 kg hm ^-2的159个地块的地理分布、产量构成因素及关键技术分析表明：(1)大多数高产田分布在较高纬度(40°~43°N)、较高海拔(1 000~1 500 m)地区，这些地区具有昼夜温差大、光照充足等利于高产的自然因素，选择这样的区域是实现超高产的重要因素; (2)平均单产16 692 kg hm ^-2 ，88 950穗 hm ^-2、每穗541粒，千粒重360.0 g，穗粒重191.8 g; 通径分析表明，穗数和粒数对产量的贡献最大; (3)高产关键技术主要是，采用耐密型高产稳产品种，合理提高密度，充足的水肥供给，科学管理和地膜覆盖等。

在提出氮肥群体最高生产力概念的前提下, 以长江中下游地区有代表性的50个早熟晚粳品种(系)为供试材料, 比较研究品种间氮肥群体最高生产力的差异及其与产量构成因素、株型和氮肥农学利用率的关系。结果表明: (1) 在基础 地力产量为6 t hm ^-2的沙壤土上, 50个早熟晚粳品种氮肥群体最高生产力对应的施氮量主要 集中在225~300 kg hm ^-2, 各品种的氮肥群体最高生产力因种而异, 变动在7.42~11.02 t hm ^-2, 差异显著。(2)氮肥群体最高生产力与群体颖花量呈显著正相关( r = 0.865), 生产力处于顶层与高层水平品种的颖花量极显著高于中层、低层品种, 而颖花量的增加主要体现在每穗粒数的极显著增加。(3)氮肥群体最高生产力随高效叶面积与单穗重增加而增长, 顶层和高层水平品种的基本株型性状均显著优于中层和低层水平品种, 主要表现为株高105~110 cm, 基部节间粗0.65 cm左右, 高效叶面积大(高效LAI大于5), 穗型较大。(4) 品种间理论氮肥群体最高生产力随对应施氮量增加而增长, 但相同对应施氮量下, 品种生产力亦有一定差异。(5)筛选出6个氮肥群体最高生产力(≥10.5 t hm ^-2)与氮肥农学利用率均较高且协调统一的品种。

以早籼水稻嘉935和嘉353为材料，利用人工气候箱设高温(32℃)和适温(22℃)处理，探讨了高温对水稻籽粒氮代谢关键酶活性的影响及其与籽粒粗蛋白含量和各种氨基酸组成间的关系，并结合荧光定量PCR对水稻籽粒谷氨酰胺合成酶(GS) 2个同工型基因的表达及其温度响应进行了检测分析。结果表明，花后高温处理对谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)的影响基本一致，均表现灌浆前期升高、后期下降的趋势，但花后高温处理下水稻籽粒中粗蛋白总量和各类氨基酸含量的增加，并不一定是其籽粒氮素物质的转运能力和蛋白质合成能力的增强所致；谷氨酰胺合成酶(GS)在高温处理下的生理活性普遍高于其相应时期的低温处理，其中， GS2是GS基因在水稻胚乳中高表达的一种同工型，在水稻灌浆后期的表达量甚至超过 GS1，高温胁迫处理会通过改变 GS1和 GS2基因在籽粒中的转录水平，从而对水稻籽粒灌浆中后期的GS活性产生调控。

为探明灌溉方式对减缓水稻高温危害的影响，以中籼水稻品种黄华占和双桂1号为材料，在抽穗灌浆期进行高温(白天/夜间平均温度为35.1℃/20.8℃)和正常温度(白天/夜间平均温度为29.0℃/20.8℃)处理并设置轻干湿交替灌溉(土壤落干至土水势为-15 kPa时复水)、重干湿交替灌溉(土壤落干至土水势为-30 kPa时复水)和水层灌溉(对照) 3种灌溉方式，观测产量和品质形成的特点。结果表明，在相同温度尤其是在高温胁迫下，与水层灌溉相比，轻干湿交替灌溉显著增加结实率、千粒重和产量，增加出糙率、精米率和整精米率，降低垩白米率和垩白度，增大崩解值，减小消减值，重干湿交替灌溉的结果则相反。两品种结果趋势基本一致。说明抽穗结实期遭受高温胁迫，采用轻干湿交替灌溉方式可以获得较高的产量和较好的稻米品质。冠层相对湿度降低、叶片活性氧(O ₂ ^?)生成速率减小、抗氧化物质抗坏血酸和还原型谷胱甘肽含量增加、内源细胞分裂素浓度及籽粒亚精胺和精胺浓度的提高是轻干湿交替灌溉方式减轻水稻高温危害的重要生态生理原因。

以中穗型小麦品种山农15为材料，在2个氮肥水平(180 kg hm ^-2和240 kg hm ^-2)和2个密度(150×10 ⁴ hm ^-2和225×10 ⁴ hm ^-2)下，研究了抗倒性能相关的形态学特征、茎基部节间化学组分、抗倒指数（茎秆机械强度/茎秆重心高度）、木质素合成相关酶活性和籽粒产量的变化特点，以及抗倒指数与形态学和生化指标的相关性。结果表明，施氮水平和种植密度间存在显著的互作效应，当施氮水平由180 kg hm ^-2增至240 kg hm ^-2或种植密度由150×10 ⁴ hm ^-2增加到225×10 ⁴ hm ^-2时，茎秆重心高度、基部节间长度显著提高，基部节间直径、厚度、充实度、机械强度和抗倒指数显著降低，同时茎秆基部节间纤维素含量、木质素含量显著减少，含氮量显著升高，碳氮比(C/N比)以及木质素合成相关酶活性显著降低。逐步回归分析表明，氮肥水平对小麦抗倒性的影响大于种植密度。本试验条件下，氮肥水平180 kg hm ^-2和种植密度为150×10 ⁴ hm ^-2的处理穗数较低，但穗粒数和千粒重显著高于其它处理，因而籽粒产量最高。建议在降低氮肥用量至180 kg hm ^-2的同时降低种植密度至150×10 ⁴ hm ^-2，可在增强植株抗倒伏能力的同时获得高产。

研究TM卫星影像最佳时相(单一时相)对黄萎病疑似病害棉田诊断和分类的技术与方法，为棉花生产提供具有针对性的管理方案，对促进棉田均衡增产、增效具有重要的意义。本研究通过分析试验区多时相卫星影像及准同步地面调查数据，从中优选病害棉田卫星影像诊断的最佳波段和时相，对黄萎病疑似病害棉田分类并地面验证。结果表明，棉花的关键生育期，健康与病害棉田在TM影像上明显不同，由此建立病害棉田解译标志是可行的，TM ₄波段可作为病害棉田卫星监测的最佳波段，棉花盛铃期(7月下旬至8月中旬)可作为黄萎病卫星监测的最佳时相。基于上述分析，在病害发生的最佳时相，利用平行六面体监督分类方法将示范区黄萎病疑似病害棉田划分为健康、轻病和重病棉田，其中2年病害棉田的面积分别占29%和23%。2年黄萎病疑似病害棉田分类结果的总体精度和Kappa系数均高于85%。进一步制作的棉花病田专题图也很好地反映了棉田内部的病害情况。因此,可利用多时相遥感数据进行棉花黄萎病疑似病田的诊断。

选用早熟品种新陆早13和新陆早33为试验材料，设两个夜间增温(nighttime warming, NW I和NW II)处理，自然温度为对照(CK)，以组装在半移动式保温箱上的远红外石英管作为增温装置，在大田中模拟夜间增温环境，调查棉花生育后期夜间增温对纤维产量和比强度的影响。结果表明，与对照相比，棉花生育后期夜间增温导致棉铃铃期缩短，单铃纤维干物质快速累积期提前，单铃皮棉产量增加。夜间增温提前棉纤维中可溶性糖进入转化期的时间，且持续期明显延长；提前纤维素累积期的起始时间，在快速累积期终止之前，≥15.0℃的夜间最低温度对快速累积期的持续时间及最大累积速率无明显影响，棉纤维发育期≥14.1℃的夜间最低温度对纤维比强度影响较小。因此，夜间最低温度是影响棉纤维中可溶性糖转化和纤维素累积特性的重要因子，进而影响单铃纤维干物质累积及单铃纤维产量。

为探讨小麦/玉米/大豆套作对氮素营养的种间促进机制, 采用叶片 ¹⁵N富积标记法研究了小麦/玉米/大豆(A1)和小麦/玉米/甘薯(A2) 2种套作系统中不同施氮水平下的土壤培肥效果和氮素转移规律。结果表明，施氮可以提高小麦、玉米的土壤总氮含量，以施纯氮150~300 kg hm ^-2处理最高；大豆较甘薯更有利于保持土壤肥力，施氮0、150、300和450 kg hm ^-2水平下种植大豆后的土壤总氮含量比种植大豆前(小麦收获后)高38.6%、20.2%、9.4%和16.7%，而种植甘薯则降低总氮含量3.1%、1.8%、14.0%和3.8%。A1系统中小麦和玉米季土壤中NO ₃-N含量低于A2系统，且随施氮量的增加而增加；大豆季土壤中NO ₃-N含量高于甘薯季。A1和A2系统均存在 ¹⁵N的双向转移， ¹⁵N转移量随施氮量的增加而降低，且A1的 ¹⁵N净转移量和转移强度高于A2；A1系统中小麦、玉米和大豆的 ¹⁵N净转移量比A2系统的 ¹⁵N净转移量分别高3.3%~12.1%、27.0%~166.2%和26.2%~78.7%。玉米与小麦之间的 ¹⁵N净转移方向为从玉米向小麦，玉米与大豆之间的 ¹⁵N净转移方向为从大豆向玉米，玉米与甘薯之间的 ¹⁵N净转移方向为从玉米向甘薯。

选用寒地粳稻松粳9号和松粳6号，在一定的施肥量下采用不同氮肥运筹处理，对水稻开花后淀粉积累、淀粉合成关键酶活性及其之间的关系进行研究。结果表明，合理减少基肥施氮比例、增加穗粒肥施氮比例可以促进籽粒灌浆、增加总淀粉含量，同时还可适当提高稻米支链淀粉含量。适当减小基肥施氮比例、增加穗粒肥施氮比例有利于提高灌浆后期籽粒中ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶(Q酶)的活性，而在灌浆前期淀粉合酶(SSS)活性随着基蘖肥比例的减小而降低。通过相关分析可知，ADPG焦磷酸化酶、Q酶和SSS与淀粉及其淀粉组分密切的相关，对淀粉及淀粉组分含量变化均有同等重要的作用。因此: 合理的基肥、蘖肥、穗肥、粒肥配比(5∶3∶1∶1)能够调控灌浆过程中淀粉合成关键酶活性，从而增加淀粉及淀粉组分含量。

叶片作为植物的主要光合作用场所，研究其早衰机制对提高作物的经济产量具有非常重要的意义。本研究报道了一个来自EMS诱变优良恢复系缙恢10号的新水稻叶尖早衰突变体 lad (leaf apex dead)，其叶尖在第5片叶抽出前呈正常状态，当第5叶完全抽出之后前5叶的叶尖变黄并最终枯死；随后的叶子在完全抽出后，叶尖也逐渐变黄并枯死。对该突变体的生理生化分析发现，其叶绿素含量、可溶性蛋白含量明显下降，SOD酶活性异常。其株高、叶长、粒数等也都显著降低。经遗传分析，该突变性状受一对隐性单基因控制，利用分子标记将该基因定位于第11染色体SSR标记SWU11-19和SWU11-5之间，遗传距离为13 cM，并且与SSR标记SWU11-25和SWU11-27共分离。本研究结果为该基因的进一步克隆和功能研究奠定了良好基础。

采用大田试验，以长江中下游地区具有代表性的50个早熟晚粳品种为材料，研究7个氮肥水平(0、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg hm ^-2纯氮)下水稻氮和磷积累量、吸收速率、利用效率的差异及其相互关系。结果表明：(1)在0~337.5 kg hm ^-2纯氮范围内，随着氮肥水平的增加，早熟晚粳的植株含氮率和氮积累量在拔节、抽穗和成熟期均显著增加；植株含磷率和磷积累量在拔节和抽穗期显著增加，成熟期呈先增后减变化。(2)播种至拔节阶段氮和磷吸收速率随施氮量的增加而提高，差异极显著；拔节至抽穗阶段氮和磷吸收速率随施氮量的增加呈现先增加后降低的变化趋势；抽穗至成熟阶段的氮和磷吸收速率规律不明显。(3)在0~337.5 kg hm ^-2纯氮范围内，随着施氮量的增加氮素籽粒生产效率和磷素籽粒生产效率均显著降低，随着施氮量的增加基因型之间的差异减小；随着施氮量的增加氮和磷收获指数都呈现抛物线关系，在施氮量为262.0 kg hm ^-2纯氮时出现最大值。(4)早熟晚粳对氮和磷的吸收利用具有显著的协同效应，但随生育进程的推进这种效应减弱。水稻在播种至拔节、拔节至抽穗和抽穗至成熟3个生育阶段的氮和磷吸收速率都呈二次曲线关系( r=0.892 ^**， r=0.736 ^**， r=0.512 ^**)。(5)相关分析表明，产量与拔节期、抽穗期和成熟期的吸氮量和吸磷量以及播种至拔节期和拔节至成熟期的吸氮速率和吸磷速率呈极显著正相关关系。增施氮肥有利于水稻氮和磷吸收利用的提高，但氮肥过高时氮和磷吸收利用不再增加，甚至有所降低。

选取开花结荚期间光合性能及活性氧代谢存在明显差异的不同绿豆品种，以石蜡切片研究其主茎节位各功能叶片解剖结构特征，探讨其植株衰老过程中叶片解剖结构的动态变化。结果表明，绿豆植株开花后，随生育进程，主茎开花节位叶片自下向上逐渐衰老，叶肉细胞逐渐解体，栅栏组织排列趋向紊乱，叶片厚度、栅栏组织厚度以及栅栏组织厚度与叶片厚度的比值均趋于减小；不同绿豆品种叶片解剖结构的动态变化存在着显著差异，高产品种叶片相对较厚，栅栏组织较发达，结构较紧密，生育后期叶肉细胞解体较慢。综合分析表明，绿豆叶片解剖结构的变化与其产量水平是密切相关的，功能叶片较厚、栅栏组织较发达的绿豆品种具有相对较高的产量潜力。

建立了测定小麦中B型单端孢酶烯族毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)、3-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-acetyldeoxynivalenol, 3-ACDON)和15-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-acetyldeoxyni-valenol, 15-ACDON)的高效液相色谱-紫外(HPLC-UV)检测方法。用水提取小麦样品，提取液经无水乙醇等体积沉淀，再结合Oasis HLB固相萃取小柱可取得较好的净化效果。采用乙腈/0.005%磷酸水溶液二元梯度洗脱程序在高效液相色谱-紫外检测器上完成DON、15ACDON和3ACDON的定性定量分析。结果表明，在0.5~15.0 mg L ^-1线性范围内，DON、15ACDON和3ACDON的平均加标回收率分别为89.8%、93.4%和92.9%，相对标准偏差分别为2.2%、2.0%和2.5% ( n=3)；检测限分别为12.2、10.5和16.7 μg kg ^-1。该方法准确、重现性好，样品净化方法使杂峰干扰少，大幅减少有机溶剂的使用，成本低，适用于小麦中B型单端孢酶烯族毒素的大批量检测。

离体植物组织体细胞胚胎发生是一个复杂的无性繁殖过程，依次经历外源植物激素信号应答、已分化细胞的脱分化、静止细胞的再分裂以及特定组织、器官原基或分生组织的形成等，是多个基因在外界因素刺激下协调、有序表达和互作的结果，不但受培养基中植物激素和营养成分的影响，也与外植体的生理状态关系密切。本文综述了外源激素和内源激素在植物组织培养中的作用，以及外源激素对内源激素的调节功能；重点介绍了5类与植物体细胞胚胎发生有关的候选基因，包括体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶、阿拉伯葡聚糖酶、亚硝酸还原酶、生长素结合蛋白和抗氧化酶。再生相关基因的利用不但有助于提高植物组织培养植株再生率和遗传转化率，而且有助于获得安全型转基因植物，在基因工程育种中具有潜在应用前景。不同植物和同种植物不同外植体组织培养中调控体细胞胚胎发生的主效基因可能不同，关键再生相关基因的克隆和功能鉴定是今后需要加强的方向。

选用我国黄淮和长江流域大豆产区发生频繁的SMV株系SC4和SC8，利用大豆抗病材料和感病材料配制抗感和抗抗杂交组合，研究抗病材料对SC4和SC8株系的遗传方式以及不同大豆材料对SMV抗性基因位点间的等位性关系。结果表明, 接种SC4株系后，由冀LD42、徐豆1号、跃进4号、科丰1号、PI96983、晋大74、汾豆56、大白麻和齐黄22为抗源配制的9个抗感组合的F ₁均表现抗病，经卡方测验, F ₂抗感分离比例3∶1，F _2:3家系分离比例为1(抗)∶2(分离)∶1(感)，表明这些抗源均有1对基因控制对SC4株系的抗性，且抗病表现为显性；5个抗抗组合的F ₁均表现抗病，F ₂群体分离比例15(抗)∶1(感)，表明大白麻与汾豆56、科丰1号和齐黄1号携带抗SC4的基因是不等位的，冀LD42与汾豆56，晋大74与中作229是不等位的。接种SC8株系后，用齐黄1号、中作229、NY58、科丰1号、PI96983、晋大74、汾豆56、大白麻和齐黄22为抗源配制的抗感组合杂交后代分离符合1对基因的分离比例且F ₁均表现抗病，说明这些品种对SC8株系的抗性也均由1对显性基因控制。抗抗组合晋大74×汾豆56接种SC8株系后的F ₂群体全部表现抗病，F _2:3家系没有抗感分离，表明抗病品种晋大74与汾豆56携带的抗病基因是等位的；齐黄1号×科丰1号、大白麻×汾豆56的F ₂群体分离比例15(抗)∶1(感)，表明抗病亲本齐黄1号与科丰1号、大白麻与汾豆56携带抗SC8的基因是不等位的，而且独立遗传。

野生稻是水稻抗褐飞虱基因的重要种质资源。应用东乡野生稻与栽培稻协青早B构建的2套材料，开展水稻抗褐飞虱基因鉴定研究。先 以协青早B//协青早B/东乡野生稻BC ₁F ₅群体为材料，应用褐飞虱田间种群进行抗虫鉴定，检测到2个抗褐飞虱QTL，其中， qBph2位于水稻第2染色体RM29–RG157区间，东乡野生稻等位基因可降低死苗率22.2%； qBph7位于第7染色体RM11–RM234区间，东乡野生稻等位基因可降低死苗率43.7%。进一步以协青早B为轮回亲本，构建了BC ₃F ₃群体，应用褐飞虱生物型I、II和III进行抗虫鉴定，QTL分析表明 qBph2抗褐飞虱生物型I和II， qBph7抗褐飞虱生物型I和III。这2个QTL对培育抗褐飞虱水稻品种具有重要应用价值。

玉米群体 遗传基础广泛、遗传变异丰富，是 培育优良玉米自交系的源泉。玉米群体的改良研究对玉米种质资源创新、优良自交系选育具有重要的指导意义。本研究采用NC II遗传交配设计，以豫综5号5个轮次改良群体为父本，以黄早四、丹340、中综5号、齐319、掖478、Mo17为测验种配制成30个测交组合，通过一年两点的产量性状及其配合力评价试验，研究轮回选择对豫综5号群体的改良效果。结果表明，轮回选择对群体单株产量的改良是有效的，群体与各测验种间的杂交后代产量平均每轮提高3.57%。半姊妹轮回选择和相互半姊妹轮回选择在改良群体产量一般配合力方面, 均得到显著提高， 呈逐轮上升的趋势；采用半姊妹轮回选择对豫综5号群体3轮的选择后，C ₃群体与C ₀相比，一般配合力效应值从–11.63增长到5.57，差异极显著；经1轮相互半姊妹轮回选择后，群体的一般配合力效应值从C ₃的5.57增加到C ₄的9.75。豫综5号改良群体与黄早四的特殊配合力得到一定的提高，逐轮朝着Reid×唐四平头杂优模式水平提高的方向稳定发展。

分子标记的种间通用性可降低其开发成本，提高利用效率，也有助于促进遗传研究较薄弱物种的分子遗传学研究。本文选取绿豆、小豆、豇豆及饭豆材料各3份, 分析1 205对新开发的绿豆基因组SSR引物在这些材料中的扩增效果，结果显示绿豆基因组SSR引物在豇豆、小豆和饭豆中的通用性比率分别为50.0%、73.3%和81.6%；多态性比率分别为4.1%、1.7%和1.5%；在4个种间均通用的引物469对。这些通用性SSR引物将有助于这4种食用豆类在多样性评价、连锁图谱的构建、基因定位及比较基因组学等方面的研究。

硫代硫酸硫转移酶参与植物体内的硫代谢、氰化物的清除以及活性氧的生成与清除，与植物抗病反应密切相关。小麦抗、感白粉病近等基因系材料在接种白粉菌后均诱导表达硫代硫酸硫转移酶基因 TaTST，并在接种后0~48 h内呈现2次诱导峰值，分别与白粉菌初次接触识别和附着胞侵入、吸器形成时间相对应，也与2次氧突发时间对应。 TaTST在感病材料上的诱导表达水平明显高于在抗病材料上，由此导致的活性氧过度清除可能是导致感病反应的原因之一。 TaTST也参与抗病反应过程。利用病毒诱导的基因沉默技术(virus-induced gene silencing, VIGS)创造了 TaTST基因沉默的抗病植株。尽管充分发病时间后沉默植株叶片上并未观察到肉眼可见的病斑，但侵染早期白粉菌成功侵入频率的增加和次级菌丝的有限伸长说明 TaTST沉默植株抗病水平下降。 TaTST沉默导致乳突致密度下降和H ₂O ₂在细胞内的扩散时间延迟。因此， TaTST可能通过调节活性氧的积累和扩散、乳突的形成等小麦-白粉菌互作早期的寄主细胞反应而参与小麦对白粉菌的抗侵入过程。

根毛是植物吸收水分和养分的重要器官。本研究从T-DNA突变体库中获得一个以中花11为遗传背景的水稻短根毛突变体, 命名为ossrh3 (Oryza sativa short root hair 3)。该突变体的根毛伸长严重受阻, 并且伴随株高、主根长、侧根长和侧根数目等性状的改变。遗传分析表明该突变性状受1对隐性单基因控制, 利用ossrh3纯合体和籼稻品种Kasalath杂交构建F₂定位群体, 利用已公布的水稻SSR (simple sequence repeat)和自行设计的STS (sequence- tagged site)标记, 最终将OsSRH3定位在水稻第1染色体上的标记S38978和S39016之间, 物理距离约为37.7 kb, 包含8个候选基因, 为进一步克隆OsSRH3基因和研究禾本科作物根毛发育的分子调控机理提供了依据。

溶血磷脂酰基转移酶(LPAT)是植物油脂合成途径的一个关键酶，在植物油脂品质改良和提高种子含油量方面具有重要的应用价值。本研究通过构建花生种子全长cDNA文库，结合大规模EST测序和功能注释，从花生中克隆了溶血磷脂酸酰基转移酶基因，命名为 AhLPAT。该基因cDNA全长1 629 bp，对应的基因组序列5 531 bp，由11个外显子和10个内含子组成，内含子剪接方式符合GT-AG剪接规则。根据编码区预测 AhLPAT编码一条387个氨基酸组成的多肽，预测分子量为43.2 kD，等电点为9.42。AhLPAT蛋白含有一个典型的酰基转移酶保守功能结构域以及溶血磷脂酰基转移酶相似的保守区域。该蛋白的氨基酸序列与已报道的其他物种LPAT蛋白序列有较高的一致性。AhLPAT与旱金莲、油菜、海甘蓝、蓖麻和拟南芥的LPAT蛋白氨基酸相似性依次为90%、89%、89%、88%和87%。系统进化分析表明，AhLPAT与拟南芥AtLPAT2亲缘关系较近，且同属于内质网型LPAT蛋白。RT-PCR分析表明， AhLPAT基因在花生根、茎、叶、花、果针和种子中均有表达，在花生开花后50~60 d，果针和种子中的表达量最高，且 AhLPAT的表达量与花生种子含油量积累速率变化一致，二者显著相关 (r=0.63， P<0.05)。推测AhLPAT基因在花生种子油脂合成中起重要作用。

利用Charleston×东农594重组自交系构建SSR遗传图谱，采用WinQTLCartographer Ver. 2.5软件的CIM和MIM分析方法对2006—2010年(F _2:14~F _2:18)连续5年的大豆叶长、叶宽以及叶柄长数据进行QTL定位，检测到8个与叶长有关的QTL，位于染色体Gm01、02、05、11和18上；9个与叶宽有关的QTL，位于染色体Gm01、03、05、06、11、12和16上；8个与有关叶柄长的QTL，位于染色体Gm01、03、05、06、11、17和18上。2年以上均检测到的叶长QTL为 qLL5a、 qLL5b、 qLL1a和 qLL18；叶宽QTL为 qLW5a、 qLW11a、 qLW11b和 qLW12；叶柄长QTL为 qLSL11b。另外，利用BioMercator2.1的映射功能将国内外常用的大豆图谱上的叶长、叶宽QTL通过公共标记映射整合到大豆公共遗传连锁图谱Soymap2上，将搜集到的35个叶长QTL、37个叶宽QTL和本研究得到的QTL整合分析，最终得到5个大豆叶长的“通用”QTL，位于Gm09、18和19，其置信区间最小可达5.66 cM；4个大豆叶宽的“通用”QTL，位于Gm07、Gm18和Gm19，其置信区间最小可达5.67 cM，为今后对大豆叶片性状QTL精细定位, 提供了有利科学信息。

利用2个直链淀粉含量相似的水稻品种93-11和日本晴为亲本, 采取单粒传法创建由190个家系组成的重组自交系群体, 并构建了包含202个SSR、CAPs和STS标记的遗传连锁图谱。采用复合区间作图法, 在3个不同生态环境下(陵水、合肥和怀远)对RVA谱特征值(峰值黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度、消减值、峰值时间、起浆温度和回复值)的8个特征性状进行了定位分析。共定位到57个QTL, 单个性状QTL数目在1~14个之间, 说明RVA谱特征值是多基因控制的数量性状。13个QTL在3个不同环境中被2次或3次检测到, 其中 qCPV-3、qCPV-10b、qSBV-10b、qCSV-3b、qCSV-10b(贡献率分别为, 26.9%、29.5%、29.7%、25.2%、28.3%)被3次检测到, 稳定性较高。16个QTL具有一因多效性, 单个QTL位点控制的性状一般在2~6个之间, 第10染色体RM25032~RM1375区段控制峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度、消减值、峰值时间和回复值等6个性状。

花色苷和黑色素是黑玉米籽粒中重要而有益的化学成分，深入开展其QTL定位研究，对于色素相关基因的克隆与转化和分子标记辅助育种，具有重要的理论意义和应用价值。本文利用一个黑玉米自交系SDM为共同父本，分别与白玉米自交系木6和黄玉米自交系Mo17杂交，构建2个相关F _2:3群体(分别缩写为WD和YD)，对玉米籽粒中花色苷含量(ACK)和黑色素含量(MCK)进行QTL分析。结果表明，黑玉米SDM籽粒中的花色苷和黑色素含量均极显著高于木6和Mo17，2种色素含量间呈极显著正相关。2个群体中共检测到17个色素相关的QTL，其中与花色苷含量相关的QTL在2个群体中各4个，分布在第4、第6、第7和第10染色体上，与黑色素含量相关的QTL在WD和YD群体中分别为4个和5个，分布在第1、第2、第6、第7和第10染色体上。2个群体检测到QTL的数量、分布和对表型的贡献率均高度一致，而且解释花色苷含量和黑色素含量变异大的QTL在2个群体中均有成簇分布的现象，主要表现在bin 6.04处的标记区间umc1796~mmc2006内和 bin 10.04处的标记区间umc2043~bnlg1028内 ，分别解释表型变异的12.7%~21.3%和8.6%~21.3%。它们可能是一因多效的同一QTL或者是在该区段内紧密连锁的不同QTL。上位性分析表明，2个群体中检测到的上位性QTL的数量、位置和对表型的贡献率差别均较大，WD群体的上位性效应明显大于YD群体，说明上位性效应对遗传背景更加敏感，需要进一步深入研究贡献率大的上位性QTL及其利用。

以过表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)的水稻为材料，研究了不同程度干旱胁迫下开花期剑叶光合作用的光响应过程、叶绿素荧光参数、色素含量和活性氧代谢。结果表明，在干旱特别是重度干旱胁迫下，野生型水稻在强光下净光合速率迅速下降，而转 Zmppc基因水稻没有明显的下降现象; 而且表示光化学活性的叶绿素荧光参数 F _v/ F _m、 Φ _PSⅡ和 q _P下降程度低，说明PEPC增强了干旱胁迫下水稻抵御强光胁迫的能力。这可能是因为干旱胁迫下转 Zmppc基因水稻玉米黄质含量高，光系统对过剩光能的耗散能力强，能够保护光系统免受过剩光能的伤害，从而减小O ₂ ^?产生速率; 同时干旱胁迫下转 PEPC基因水稻抗氧化酶SOD、POD和CAT活性高，能有效清除活性氧，减轻膜质过氧化。

以长江中下游地区3种生育类型中有代表性的46个常规粳稻品种为试材，采用大田条件下的裂区试验，研究了4种施氮水平下 稻米RVA谱特征值的差异及其与蒸煮食味品质的关系。结果表明：(1)随着氮肥水平升高，峰值黏度、崩解值逐渐下降，消减值、糊化温度逐渐升高，而热浆黏度、最终黏度和回复值变化无明显规律。(2)随着生育期的延长，峰值黏度、崩解值逐渐下降，回复值、消减值和糊化温度逐渐升高，热浆黏度和最终黏度均先升后降。(3)随着生育期的延长，氮肥水平对稻米RVA谱特性的影响分别由优化调控至调控钝感到调控失效。(4)相关分析表明，胶稠度和食味值与峰值黏度、热浆黏度相关性均不显著，而与最终黏度、崩解值、回复值、消减值、糊化温度相关性达显著或极显著水平，利用食味值与崩解值、最终黏度、糊化温度所建立的回归方程能较好地预测稻米食味值，使RVA对稻米食味的评价定量化。

以郑单958为试验材料，设基肥低氮、基肥高氮、第1次氮肥在拔节期施入和不施氮4个处理，研究了施氮模式对冠层结构及部分生理和农艺性状的影响。结果显示，施氮处理各指标均优于不施氮处理。适当减少基肥氮量，具有以下优势，(1)在保证苗期氮肥供给的同时，每公顷节肥90 kg；(2)改善了冠层结构，增加了群体底层的透光率，使穗上叶和整株的茎叶夹角更紧凑，与基肥高氮处理相比分别减少4.33°和4.67°，同时降低了株高和穗位高，缩短了基部节间长度，有效防止茎秆倒伏；(3)与前期高氮处理相比，基肥低氮在灌浆初期叶片的叶绿素相对值和全氮含量均处于较高水平；(4)基肥低氮处理提高了单位面积的株数，并减少了秃尖长度，同时千粒重和穗粒数有所增加，最终获得较高产量。第1次氮肥在拔节期施入，前期控氮时间过长，营养元素失衡，苗期发育不良，不利于产量形成。

2009—2010年以超级稻宁粳3号为材料，设置小苗机插(MT)、手工撒播(BS)、条播(DS)、穴播(HS)、精量手栽(PT)、循环手栽(CT)和等距手栽(ET) 7种种植方式，研究不同种植方式对水稻群体均衡性的影响，并分析水稻群体均衡性与产量的关系。结果表明，产量高低依次为精量手栽、机插、等距手栽、撒播、循环手栽、穴播、条播。宁粳3号穗粒数、一二次枝梗数和穗层分布整齐度与产量呈显著或极显著的正相关关系，表明群体均衡性差异是造成不同栽培方式产量差异的原因之一，群体均衡性越高产量越高。营养生长期的差异是造成宁粳3号机插、手栽和直播3种栽培方式间群体均衡性差异的主要原因。精量手栽方式分蘖营养生长时间长，穗层分布均匀、群体均衡。直播方式可利用分蘖叶位少，且各叶位发生的分蘖营养生长时间短，穗型小，群体均衡性较差。机插方式群体均衡性介于精量手栽与直播方式之间。

我国北方地区时常发生春旱，严重影响玉米生产。因此苗期耐旱性是玉米育种中需要考虑的一个重要性状。本试验选用20世纪50年代以来玉米品种35个, 包括50年代农家种4个，60年代双交种4个，70年代以后的单交种27个，在旱棚内鉴定苗期耐旱性，调查幼苗的生物量(鲜重和干重), 计算各品种的耐旱系数，分析苗期耐旱系数随年代及年份变化的趋势，并根据耐旱指数对70年代以来的27个单交种进行聚类。结果表明，干旱处理对供试品种生物量的影响显著。我国玉米品种的苗期耐旱性50至60年代快速提高，60年代及70年代以后呈下降趋势，70年代以来的27个单交种可分为3类，耐旱性强杂交种有鲁单50、群单105、农大108、掖单13、掖单4号、郑单2号，耐旱性弱的杂交种有农大3138、农大60、沈单16，其余为中间类型。下一步育种工作的重点之一是在自交系选育中加大干旱压力，为进而培育耐旱的杂交种奠定基础。

本论文以不同类型玉米品种为试验材料，设置不同种植密度和播期，旨在研究多分蘖玉米的分蘖发生规律及其调控。结果表明，玉米各级分蘖与主茎叶片有同伸关系，一级分蘖数(n)与主茎叶龄(N)呈n=N-3对应关系，二级分蘖与一级分蘖也符合上述对应关系。不同类型玉米品种分蘖能力差异显著，墨西哥玉米(MXG)分蘖能力最强，最大分蘖数可达25~40个，科多4号(KD4)达2~4个，五岳97-1 (WY97-1)为1~2个，郑单958 (ZD958)一般无分蘖。玉米分蘖能力受播期、密度影响，高光热、低密度有利于分蘖发生，随播期推迟，从出苗到出现分蘖的时间缩短，分蘖出叶速度加快，最大分蘖数增加；在45 000株 hm ^-2种植密度下，4月25日和6月25日播种的KD4最大分蘖数分别为3.50和4.00个，最终分蘖数分别为2.33和2.00个，分蘖消亡率(消亡分蘖数/最大分蘖数)分别为33.4%和50.0%，在30 000株 hm ^-2和60 000株 hm ^-2种植密度下具有同样变化趋势。随密度增加，分蘖出现时间推迟，出苗后相同天数对应分蘖叶龄减小，相同主茎叶龄对应分蘖数减少，最大分蘖数和最终分蘖数降低，分蘖消亡率增加；4月25日播种，密度为30 000、45 000和60 000株 hm ^-2下，KD4的最大分蘖数分别为3.80、3.50和3.22个，最终分蘖数分别为3.00、2.33和1.67个，分蘖消亡率分别为21.05%、33.43%和48.14%，6月25日播种处理具有相同变化趋势。

为探讨小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作体系中根际细菌群落多样性与作物氮素高效吸收的差异特性及二者间的关系，应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究了小麦–大豆(A1)、小麦–甘薯(A2)、玉米(A3)、小麦/玉米/大豆(A4)和小麦/玉米/甘薯(A5)5种种植模式的根际细菌群落多样性。结果表明，与A1、A2、A3及A5相比，A4套作提高了各作物在开花期(或吐丝期)与成熟期的籽粒吸氮量、地上部总吸氮量和Shannon-Weiner index多样性指数( H′)。处理间的吸氮量与 H′的变化规律为套作>单作、大豆茬口>甘薯茬口，以A4处理最高。不同种植模式下DGGE图谱条带的数量及亮度有较大区别，且有几条特征性条带发生了明显变化。不同种植模式间的细菌群落结构相似性较低，群落相似度系数( Cs)表现为套作与套作间>套作与单作间；A4与A5间的 Cs相对较小，二者间的细菌群落结构差异较大。A4模式有利于提高根际细菌群落多样性，增强植株对氮素的吸收能力。